浅谈煤矿井下采矿生产技术及采矿方法

袁堃

（山西鲁能河曲电煤开发有限责任公司，山西 忻州 036504）

在我国经济与科技蓬勃发展的背景下，煤矿生产技术及采矿方法不断改进与优化，在一定程度上提高了煤矿井下煤矿生产作业的安全性、高效性。当然，要想进一步提高煤矿生产水平，煤矿企业还需详细了解煤矿井下煤矿生产实际情况，合理选用采矿生产技术及采矿方法，如此才能真正意义上保证煤矿生产的安全性、有效性、可靠性，为企业创造较高的经济效益，推动煤矿企业乃至整个煤矿行业更好更快地发展。由此看来，煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的有效应用具有较高的现实意义。

一、煤矿井下采矿的现状

随着工业的发展，我们对于矿物资源的需求在不断的增加，这就促使我国矿物资源的开发越来越正规化、标准化。但是，即便如此在煤矿的开采过程中仍然会遇到各种问题。在实际操作过程中，不仅要求要有扎实的理论基础，还需要丰富的实践经验。由于井下采矿是在地下操作的，所以开采人员要根据地质构造的不同因地制宜地采取不同方式进行，比如说崩落采矿法与空场采矿法就很容易造成地面坍塌。在我们应用空场采矿法进行采矿时，有可能会造成着力点发生变化或者受到因为受力不均的不良影响而进一步造成地表坍塌。在开采煤矿过程中势必会产生废料。我们煤矿的开采过程就是将品质优良的煤矿提炼出来，相应的随着优质煤矿的产生也会有一些不可避免的废料排放。比如: 砂石、粉尘、以及废渣。这些废料的存在严重地污染了我们的环境。在实际的煤矿开采过程中会存在以上所述的问题这些问题都严重的威胁着施工人员的人身安全。所以在真正的开采前要做好各种安全措施，同时在开采的过程中也要及时的对产生的废料进行处理。不要省一时之力气而留下安全隐患，如果一旦发生安全事故将造成不可挽回的损失。

二、煤矿井下采矿技术及方法影响因素

（一）地质影响因素

在煤矿开采过程中，相关技术、方法的选择存在影响的地质因素主要表现为开采深度、煤层强度、煤层结构三个方面。研究数据和资料显示，煤矿开采深度与煤矿顶煤冒放性存在密切联系。因此，在煤矿开采过程中，应以井下采矿经验及相关理论作为根据进行计算，求出煤矿顶煤冒放性与开采深度二者间的具体关系，然后将计算结果作为采矿技术及方法选择的主要依据。采矿区煤层强度对采矿技术和方法的选择具有重要影响，煤层强度不仅会对煤层抗压强度产生直接影响，同时也会严重影响煤层内外裂隙的发育及结构。在采矿生产技术及方法的选择过程中，还需对煤层结构进行充分考虑。当煤层含有坚硬岩石时，这些岩石相当于一个坚硬骨架，会直接影响顶煤的冒放性，同时还会影响顶煤的降落。

（二）技术水平影响因素

煤矿技术水平是影响井下采矿技术及方法选择的一个重要因素。技术水平具体可分为生产设备供应条件、装备技术水平。基础设施水平、科学技术水平均会直接制约煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择。在科学技术的推动下，中国煤矿开采技术和方法均不断得到提高，目前已经逐步走向成熟。煤矿开采技术、工艺的提高可直接促进中国煤矿开采效率和质量不断提升。

三、煤矿井下的采矿生产技术

（一）采场围岩控制技术

采用现代的技术对采场围岩控制理论进行改进，对于提升煤矿开采的效率和质量都有非常重要的现实意义。从煤矿开采的经验来看，地质情况的准确勘探与现代化理论、分析方法和技术都有很大的关系。当煤矿开采区采场围岩不稳定时，可以采用采场围岩控制技术。当作业环境的地质条件不稳定时，就会对工作人员的安全造成威胁。将现代的开采理论和现代化计算机测量技术结合起来，就能够对地质构造进行精确测量，准确观测到岩层的实际情况，所以要对采场围岩控制技术进行完善，对煤矿场的岩层进行整体把握，提高煤矿开采的安全系数。破碎岩层顶板和坚硬岩层顶板是煤矿井顶板的两个主要分类。在实际的煤矿开采过程中，需要根据井顶板的实际来选择合理的岩层控制技术，降低煤矿开采的成本。传统的处理岩层顶板的方法就是采用高压注水的方法，不仅耗资大，操作麻烦，而且对实际的开采工作不利。对传统的处理方法进行技术上的改进与创新非常有意义。所以需要进一步对新技术、新工艺进行研发。目前，我国对煤矿井下的开采工作的研究还不到位，在今后的工作中，应当加强研究，选择合理高效的开采技术，提升煤矿井下的采矿效率，更高效、更安全地开展采矿工作。

（二）深矿井采矿技术

深矿井开采技术的工作主要是对深井进行布置、确保深井的安全、开采矿压的控制以及冲击地压防治。当下的深矿井采矿技术还不完善，在选择这项技术前，要先对深矿井进行实际情况的勘测，了解深矿井的应力场的分布情况和地质条件。当下，深矿井开采技术需要研究的重点是深井围岩的状态，应力场的分布特点，深井作业环境的改变，深井高效开采的相关技术手段。

（三）巷道布置采矿技术

巷道布置采矿技术在煤矿井下的开采技术中相当重要，因为巷道的布置情况直接影响到煤矿开采的进展情况，影响到煤矿的开采费用。加强巷道的优化布置，能够对煤矿生产技术、开采技术、煤矿条件进行有效整合，使一些物质不必运出矿井，能够有效减少生产环节，提高生产效率。因此在实际的考察过程中，要对巷道的布置进行合理的安排，这样才能降低采矿的成本，提升煤矿的生产效益。要对巷道布置采矿技术进行不断改进，将巷道的作业环境与采矿技术结合起来，缩短采矿时间，降低采矿的费用。

（四）三下采煤技术

“三下”采煤是建筑物下，铁路下，和水体下采煤方法的统称。为了保证开采影响范围内的建筑物和铁路不遭到破坏，开采范围的水体不至于大量涌入并继而发生事故，就必须要研究地下开采引起的岩层和地表移动规律; 如何减少开采对保护对象的有害影响; 如何加固和修复被破坏的保护对象; 如何减少水体对开采的影响等等。它与以前的技术相比，优势很明显，对地面的建筑物与铁路减少了破坏的程度，相对而言，还降低了开采的成本，提高了开采的经济效益。

四、煤矿井下的采矿方法

（一）充填式采矿法

充填采矿方法的特点主要表现为设备大型化和机械化，主要表现在出矿、落矿和支护等方面。胶结充填技术在充填方法的应用过程中发展较为迅速，胶结充填技术的三个发展阶段具体为：分级尾砂胶结充填阶段、全尾砂高浓度胶结充填阶段、不收缩及不脱水的全尾砂胶结充填阶段。为了实现盘区机械化充填，必须改进采场结构参数，这样才能使充填系统成为半智能化状态。目前，中国成功实验了拥有先进技术的充填采矿方法，补充了中国在采矿领域存在的不足，扭转了中国被动采矿的局面。充填采矿法的应用对中国扩大煤矿开采规模和降低开采成本均具有重要意义。

（二）回采式采矿法

回采式技术的应用主要是通过凿岩联络巷将设备运入凿岩，同时在矿体中上盘相互连接凿岩通道和回风巷，促进其能够形成一股回风风流，然后凭借凿岩车将矿石运出。目前，在煤矿开采过程中应用最为普遍的方法即为回采式采矿法。在实际使用该种方法的过程中，通常可分为留矿柱式和无矿柱式两种，无矿柱式是通过每100 m划置各个开采区，但是在两个相邻盘区间未预留有矿柱，同时采用的是充填法，来回开采中间地段，直至整个矿石集中开采作业完成。留矿柱式与无矿柱式相似，其最大的区别在于在两个相邻的盘区之间预留有矿柱，具体说就是每100 m间均存在长度为200m～350 m的矿柱，仅对100 m中的剩余区域进行开采。因此，应用该种采矿方法时，在各开采区种均存在一定空间，通常这些空间均称为矿房。当对矿房实施开采作业时，因其所处位置较低，可有效保证巷道牢固，进而能够使其保持良好的稳定性。因此，该种开采方法的最大优点即为采区稳定性和安全性高。

实现采矿过程的连续化、规模化与智能化是煤矿井下采矿技术未来发展的主要方向。矿产资源对人们的生产生活有着非常重要的现实意义。随着开采量的日益增多，煤矿井下采矿过程中，应当选择科学先进的的生产技术和采矿方法，保证煤矿开采的安全性和有效性。